Abstrak—Pada  industri  LNG  gas  buangan  hasil  produksi biasanya  berupa  Acid  Gas,  dimana  gas  ini  mengandung  CO2 dan H2S sebagai bahan yang harus di treatment. Pemanfaatan gas CO2 dapat dijadikan sebagai bahan baku produksi metanol, dimana  metanol  merupakan  suatu  senyawa  yang  saat  ini memiliki  peran  penting  pada  ekonomi  global  sebagai  bahan baku  yang  banyak  dibutuhkan  di  industri  kimia.  Pada  tahun 2020,  permintaan  metanol  global  mencatatkan  pertumbuhan yang positif yaitu mencapai 102,162 juta. Adapun di Indonesia, melalui  Peraturan  Menteri  ESDM  No.  12  tahun  2015  yang menetapkan  intensifikasi  pemanfaatan  Bahan  Bakar  Nabati sebagai  bahan  bakar  lain  juga  turut  membuka  peluang  besar untuk  industri  metanol  dalam  pemenuhan  bahan  bakunya. Pabrik ini direncanakan beroperasi dengan kapasitas produksi sebesar 500.000 ton/tahun Methanol Grade AA dan berlokasi di Bontang,  Kalimantan  Timur.  Pabrik  metanol  direncanakan didirikan  diatas  lahan  seluas  50,21  ha  dan  mulai  beroperasi pada tahun 2027 dengan umur pabrik selama 20 tahun. Adapun proses  produksi  metanol  ini  terbagi  menjadi  empat  tahapan utama  yaitu  proses  penghilangan  gas  pengotor  H2S  dengan desulfurisasi  menggunakan  katalis  ZnO,  proses  produksi hidrogen  dengan  elektrolisis  PEM,  proses  sintesis  metanol dengan  jenis  reaktor  proses  Lurgi,  dan  proses  permunian produk  metanol  dengan  separator  dan  kolom  distilasi.  Bahan baku utama yang diperlukan dari proses produksi metanol ini antara  lain  acid  gas,  air  dan  steam.  Modal  yang  digunakan dalam pendirian pabrik diasumsikan berasal dari modal sendiri sebesar  60%  dan  modal  yang  didapat  dari  pinjaman  bank sebesar  40%  dengan  masa  konstruksi  selama  2  tahun.  Untuk memenuhi  kapasitas  produksi  tahunan  metanol  dalam  pabrik ini, diperlukan nilai OPEX (operating expenditures) sebesar Rp. 5.650.803.181.118,  dengan  nilai  CAPEX  (capital  expenditures) sebesar Rp. 18.486.187.975.646. Berdasarkan analisis ekonomi yang  dilakukan,  didapatkan  Internal  Rate  of  Return  (IRR) sebesar  21,47%  dengan  bunga  bank  sebesar  8%,  waktu pengembalian  modal  atau  Pay  Out  Time  (POT)  yang dibutuhkan dalam pendirian pabrik ini adalah selama 5 tahun, nilai  BEP  sebesar  40,21%,  dan  nilai  NPV  sebesar  Rp. 345.786.206.517.809. Sehingga berdasarkan hal tersebut dapat disimpulkan bahwa Pabrik Metanol dari CO2 sebagai Produk Samping Produksi LNG layak untuk didirikan.
Kata  Kunci—Acid  gas,  Emisi  CO2,  Lurgi,  Metanol,  Produk samping LNG.

## I. PENDAHULUAN
EMANASAN  global  secara  ilmiah  terkait  erat  dengan peningkatan  gas  rumah  kaca,  terutama  karbon  dioksida (CO2) di atmosfer. Gas-gas ini menyerap radiasi inframerah dari  bumi  dan  memperkuat  efek  rumah  kaca  alami  yang memungkinkan  planet  kita  untuk  menopang  kehidupan. Namun, peningkatan konsentrasi gas ini dapat mengakibatkan peningkatan suhu global dan perubahan iklim yang  signifikan.  Perubahan  iklim  global  terkait  dengan pemanasan  global  mempengaruhi  banyak  aspek  kehidupan, termasuk  kesehatan  manusia,  lingkungan  alam,  keamanan pangan dan ekonomi [1]. Diketahui bahwa konsentrasi CO2
di  atmosfer  saat  ini  jauh  lebih  tinggi  dari  periode  sebelum revolusi  industri.  Emisi  gas  karbon  dioksida  secara  utama terjadi  karena  aktivitas  manusia,  seperti  pembakaran  bahan bakar fosil, dan industri. Salah satu industri yang memberikan kontribusi  besar  terhadap  emisi  karbon  dioksida  adalah pabrik LNG (Tabel 1).
LNG  memiliki  potensi  menghasilkan  emisi  CO2  yang signifikan  selama  tahap  produksinya.  Sehingga  diperlukan upaya  untuk  pengurangan  emisi  CO2  dengan  mengutilisasi emisi CO2 menjadi produk yang lebih bernilai, salah satunya yaitu  metanol.  Metanol  merupakan  suatu  senyawa  yang berperan  penting  pada  ekonomi  global  sebagai  bahan  baku yang  banyak  dibutuhkan  di  industri  kimia  untuk  diproses lebih  lanjut  menjadi  produk  kimia  lainnya  seperti formaldehida, asam asetat, biodiesel dan sebagainya (Gambar 1).
Permintaan  pasar  metanol  relatif  stabil  dan  dapat meningkat  seiring  dengan  peningkatan  produksi  metanol

## Pra-Desain Pabrik Metanol dari CO2 Sebagai Produk Samping Produksi LNG
Ameylia Annisa Wardiantara, Muhammad Zaky Rahardyanto, Juwari, dan Renanto Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : juwari@chem-eng.its.ac.id
P
Tabel 1. Laju Alir CO 2 dari beberapa Pabrik LNG di Indonesia
Perusahaan Kapasitas Produksi  (juta ton/tahun) Laju  Emisi  CO 2 (per ton produksi LNG) Laju  CO 2 (ton/tahun) PT Badak LNG 22,5 0,13 2.925.000 PT  Donggi- Senoro LNG 2,04 0,156 318.240 BP  Tangguh LNG 11,4 0,23 2.622.000 Tabel 2. Data Ekspor dan Impor Metanol di Indonesia Tahun Impor (Ton) Ekspor (Ton) 2015 438.828 845.767 2016 873.977 769.868 2017 700.052 670.017 2018 1.399.891 614.731 2019 1.547.302 585.389 2020 1.680.817 492.538 2021 1.959.948 280.283 Tabel 3. Proyeksi Supply-Demand Metanol di Indonesia Produksi (Ton) Konsumsi (Ton) Ekspor (Ton) Impor (Ton) 930.000 5.800.000 158.362 3.876.471 Tabel 4. Spesifikasi Acid Gas Sebagai Bahan Baku Metanol Komposisi Fraksi Mol CH 4 0,030 C 2 H 6 0,001 C 3 H 8
0,001 i-C 5 H 12 0,004 CO 2 0,712
H 2 S
0,252
dengan pertumbuhan global (Tabel 2). Laporan MerketsandMarkets,  tercatat  bahwa  permintaan  pasar metanol global terus bertumbung dengan CAGR (Compound Annually Growth Rate) sebesar 55% dari tahun 2023 sampai 2030. Pada tahun 2024, kebutuhan metanol di Asia Tenggara diperkirakan mencapai 4,3 juta ton [2]. Selain itu data impor metanol  semakin  meningkat  seiring  menurunnya  ekpor metanol di indonesia [3].
Hal ini juga tidak jauh berbeda dengan Indonesia. Saat ini, kebutuhan  metanol  meningkat  seiiring  program  pemerintah untuk  pengembangan  DME,  campuran  gasoline,  campuran biodiesel  dan  metanol  industri.  Namun,  produksi  pure metanol  di  Indonesia  hanya  dipenuhi  dari  PT  Kaltim Methanol  Indonesia  dengan  kapasitas  660.000  ton/tahun. Berdasarkan  data  tersebut,  diproyeksikan  nilai  supply- demand metanol di Indonesia pada tahun 2027 (Tabel 3).
Pada  tahun  2027,  jumlah  impor  metanol  diperkirakan sebesar 3.876.471 ton, sehingga dapat menjadi peluang pasar bagi metanol di Indonesia.
Kapasitas produksi pabrik ditentukan dengan mempertimbangkan  beberapa  aspek.  Aspek  pertama  adalah kebijakan  pemerintah  melalui  Peraturan  Menteri  ESDM No.12 tahun 2015 tentang pemanfaatan Bahan Bakar Nabati sebagai  bahan  bakar  lain  dengan  metanol  sebagai  bahan bakunya. Melalui  kebijakan ini metanol  diperkirakan masih menjadi  bahan  baku  yang  akan  mengalami  peningkatan hingga  10  juta  ton  pada  tahun  2050.  Aspek  kedua  ialah rencana pemanfaatan acid  gas dari  produk samping industri LNG sebagai bahan baku pembuatan metanol. Aspek ketiga ialah ketersediaan bahan baku tersebut yaitu acid gas dan air. Bersamaan  dengan  rencana  untuk  memenuhi  kebutuhan nasional,  mengurangi  impor  dan  emisi  CO2,  sehingga ditentukan  kapasitas  pabrik  metanol  yang  akan  dibangun
Gambar 1. Kebutuhan metanol di berbagai sektor industri.
Desulfurizer Methanol Reactor Kolom Distilasi Acid Gas CO 2 Methanol H 2 O PEM Electrolyzer H 2 H 2 O H 2 S O 2 Flash Separator Purge Mixer Gambar 2.  Blok diagram proses produksi metanol. Gambar 3.  Grafik break even point. Gambar 4.  Grafik sensitivitas IRR. 0 5000000000000 10000000000000 15000000000000 0% 50% 100% B IA YA KAPASITAS Biaya Tetap Pengeluaran Total Penjualan Total y = 0.3553x + 0.2143 y = -2E-15x + 0.2147 0.0% 20.0% 40.0% -30% -20% -10% 0%
10% 20% 30% Harga Produk Harga Raw Material Harga TCI
Tabel 5. Spesifikasi Produk Methanol Grade AA Komposisi Unit Spesifikasi Standar Hasil Perhitungan Tekanan bar - 1 Suhu °C - 30 Fasa Liquid Liquid Kemurnian %wt 99,85 (Min) 99,94 Kandungan Air %wt 0,1 (Max) 0,01
Tabel 6. Perbandingan Teknologi Proses H 2 S Removal Parameter Adsorpsi Absorbsi Oksidasi Membran Tekanan 30-40 bar 1-3 bar 1-10 bar 1-3 bar Suhu (°C) 300-350 25-60 900- 1000 25-60 Jumlah H 2 S Sedang Sedang Tinggi Rendah H 2 S removal 90-99% 90-99% 95-99% 90-99% Selektivitas terhadap CO 2 Tinggi Rendah Tinggi Rendah Jenis Katalis/ Pelarut
Fe 2 O 3 ,
ZnO MEA, DEA MDEA
Fe 2 O 3 , MoO 3 - Regenerasi katalis Steam Stripper (kompleks) - - Lifetime 3 tahun 5 tahun 3 tahun - Kebutuhan Katalis Sedang Rendah Sedang - Harga Katalis/ Pelarut Mahal Mahal Sedang - Tabel 7. Macam-Macam Proses Produksi Hidrogen Bahan Baku Proses Presentase penggunaan Cost H 2 Gas alam/Gas Meran Batubara (CBM) Steam reforming Autothermal reforming Catalytic  Partial Oxidation 48% 6,26 ($/GJ) Minyak Bumi Non-Catalytic Partial Oxidation Catalytic Reforming 30% 9,83 ($/GJ) Batubara Gasification 18% 11,57 ($/GJ) Biomassa Gasification 18% 8,69 ($/GJ) Air Electrolysis 4% 20,6 ($/GJ) Alkohol Steam Reforming - -
sebesar  500.000  ton/tahun  yang  beroperasi  selama  330  hari kerja  setiap  tahunnya  dengan  bahan  baku  acid  gas  sebesar 138.762,63  kg/jam  dan  air  sebesar  130.962,38  kg/jam Spesifikasi  acid  gas  sebagai  bahan  baku  utama  pembuatan metanol adalah pada Tabel 4.
Sedangkan  bahan  baku  lainnya  yaitu  air,  memiliki komposisi  murni  100%  air.  Air  diperoleh  dari  unit  utilitas, sehingga  telah  dilakukan  treatment  terlebih  dahulu  untuk menghilangkan kandungan ion-ion pengotor dari air tersebut. Bahan  baku  utama  acid  gas  akan  diproses  menjadi  metanol dengan memenuhi standar methanol grade AA yang memiliki spesifikasi pada Tabel 5.
Lokasi  pabrik  dalam  perencanaan  pembangunan  pabrik baru  merupakan  faktor  penting  terutama  pada  tingkat keberhasilan  usaha  industri.  Lokasi  pabrik  harus  berada  di tempat  yang  ideal,  dimana  biaya  produksi  dan  distribusi diperoleh  angka  yang  minimum,  namun  faktor  lain  seperti ruang  perluasan  dan  kondisi  kehidupan  yang  aman  untuk operasi  pabrik  serta  masyarakat  sekitar  juga  penting. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam memilih lokasi  pabrik  yaitu  ketersediaan  bahan  baku,  ketersediaan pasar,  pasokan  energi,  iklim,  fasilitas  transportasi, ketersediaan  air,  ketersediaan  tenaga  kerja,  legalitas  suatu daerah  dan  lain-lain  [4].  Berdasarkan  parameter  tersebut, didapatkan  bahwa  Kota  Bontang,  Kalimantan  Timur merupakan lokasi paling strategis untuk dibangunnya pabrik Metanol dari CO2 sebagai Produk Samping Produksi LNG.

## II. SELEKSI DAN URAIAN PROSES
Hingga  saat  ini,  proses  produksi  metanol  yang  umum digunakan  adalah  melalui  proses  sintesis  tidak  langsung dengan  bahan  baku  gas  alam.  Namun,  selain  menggunakan bahan  baku  gas  alam,  produksi  metanol  dapat  dilakukan dengan  memanfaatkan  Gas  CO2  hasil  produksi  Liquiefied Natural Gas (LNG) dan gas H2 dari elektrolisis air. Dengan demikian  proses  yang  digunakan  untuk  membuat  metanol adalah hidrogenasi CO2. Secara garis besar, proses produksi metanol  dari  CO2  dan  H2  terbagi  menjadi  empat  tahapan utama  yaitu  proses  penghilangan  gas  pengotor  berupa  H2S (H2S removal unit), proses produksi hidrogen (H2 production unit),  proses  konversi  CO2  dan  H2  menjadi  metanol (Methanol  synthesis  unit),  dan  proses  purifikasi  produk metanol  (Methanol  purification  unit).  Namun  terdapat  unit tambahan  yang  tidak  melalui  seleksi  proses,  yaitu  unit pencampuran dan kompresi.

## A. H2S Removal Unit
Bahan  baku  Acid  gas  yang  merupakan  hasil  produk samping produksi LNG masih mengandung banyak pengotor yang  korosif  berupa  senyawa  H2S.  Kadar  konsentrasi  H2S yang  tinggi  dapat  merusak  katalis  pada  reaktor  sintesis metanol, sehingga perlu dilakukan treatment terlebih dahulu. Kadar  H2S  yang  diperbolehkan  dalam  reaktor  sintesis metanol adalah <0,1 ppm [5].
Tabel 8.
Perbandingan Teknologi Produksi Elektrolisis Air
Parameter Elektrolisis Alkali Elektrolisis PEM Proses 30%wt KOH atau 25%wt NaOH Membran ( solid polymer ) Cell Temperature 80-90°C 50-80°C Typical Pressure ≤ 3,2 MPa ≤ 5 MPa Current Density 2000-4000 A/m 2 10000-20000 A/m 2 Cold Start-up Time 1-2 jam 5-10 menit Warm Start-up Time 1-5 menit <10 detik Nominal stack efficiency 63-71% 60-80% Nominal stack efficiency 51-60% 46-60% Kemurnian ≥ 99,8% ≥ 99,99% Max. nominal power per stack (MW) 6 2 H 2 production per stack (Nm 3 /h) 1400 400 Cell Area (m 2 ) <3,6 <0,13 Aplikasi Komersial Near-term Lifetime 10 tahun 3-4 tahun Investment cost (USD/kW) 843,06-1580,75 1475,36-2213,04 Maintenance cost (% of investment cost per year) 2-3 3-5 Tabel 9. Perbandingan Teknologi Proses Methanol Synthesis Parameter Lurgi ICI Kellog MGC Tekanan (bar) 50-100 50-100 50-150 50-80 Suhu (°C) 200-260 220-280 200-280 240-260 Tipe reaktor Tubular Isotermal Adiabatis Adiabatis Radial Isotermal Aliran Aksial Aksial Aksial Aksial Jumlah Reaktor 1-2 1 3-4 1 Lokasi Katalis Tube-side Fixed Bed Fixed Bed Double pipe Pemasangan Katalis Sulit Mudah Mudah Sulit Pendinginan Air (bagian shell ) Quench gas Intermediate coolers Air (bagian shell ) Konversi 90-95% 90-95% 90-92% 90-95% Jenis Katalis Cu/ZnO/Al 2 O 3 Cu/ZnO/Al 2 O 3 Cu Cu/ZnO/Al 2 O 3 Yield (kg/Lkat) 0,9-1 0,35-0,4 0,55-0,6 0,5-0,6 Lifetime 5 tahun 3 tahun 3 tahun 4 tahun Selektivitas Tinggi Tinggi Sedang Sedang Kebutuhan Katalis Sedikit Banyak Sedang Sedang Harga Katalis Sedang Sedang Mahal Mahal
Beberapa  teknologi  produksi  untuk  menghilangkan kandungan  H2S  antara  lain  adsorption  (Desulfurisasi), Absorbsi  dan  Stripping,  Oksidasi,  dan  Separasi  membran. Dari beberapa proses tersebut, Teknologi proses desulfurisasi dan oksidasi memiliki potensi menjanjikan untuk menghilangkan  kandungan  H2S  tanpa  mempengaruhi kandungan CO2 yang dimiliki. Namun, kedua proses tersebut memiliki kelemahan dalam kebutuhan energi yang terbilang cukup besar dalam prosesnya (Tabel 6).
Teknologi  produksi  absorbsi  dan  membran  memiliki kelemahan  dalam  selektivitas  terhadap  CO2  yang  rendah. Sehingga,  saat  menghilangkan  kandungan  H2S,  kandungan CO2  juga  akan  ikut  menurun.  Namun,  absorbsi  memiliki biaya  operasi  rendah  sedangkan  membran  tidak  perlu menggunakan katalis atau solvent dalam prosesnya.
Dari beberapa pertimbangan tersebut maka dalam proses penghilangan  gas  pengotor  H2S  pada  pabrik  metanol  ini digunakan  proses  adsorption  (Desulfurisasi).  Proses  ini dipilih karena desulfurisasi memiliki kemampuan penyerapan  H2S  yang  baik  hingga  >90%  serta  tidang mempengaruhi  feed  CO2  sebagai  bahan  baku  proses pembuatan  metanol.  Selain  itu,  jika  dibandingkan  dengan teknologi  produksi  oksidasi  lebih  ekonomis  menggunakan proses desulfurisasi karena suhu yang dibutuhkan jauh lebih rendah. Proses desulfurisasi ini menggunakan katalis Oksida Seng  (ZnO)  dikarenakan  memiliki  reaksi  yang  efektif beroperasi  pada  suhu  rendah,  kapasitas  penyerapan  yang tinggi, serta regenerasi yang rendah.

## B. H 2 Production Unit
Terdapat  berbagai  macam  proses  yang  dapat  digunakan untuk  produksi  hidrogen  dari  setiap  bahan  baku,  termasuk reformasi,  dekomposisi  dan  hidrolisis  bahan  bakar  fosil. Proses  pembentukan  hidrogen  dengan  bahan  baku  senyawa hidrokarbon diawali dengan pembentukan syngas (H2+CO) dengan proses reforming. Untuk meningkatkan perolehan gas H2,  CO  kemudian  direaksikan  dengan  steam  menggunakan reaktor  shift  converter/water  gas  shifter  menghasilkan  gas CO2 dan H2 (Tabel 7).
Sekitar  empat  miliar  ton  hidrogen  dibutuhkan  setiap tahunnya dengan 95% produksi hidrogen berasal dari bahan bakar  fosil,  yang  juga  menghasilkan  CO2.  Elektrolisis  air menjadi  salah  satu  alternatif  dalam  meningkatkan  produksi hidrogen dan nol emisi CO2. Hidrogen yang dihasilkan dalam proses  elektrolisis  air  memiliki  kemurnian  tinggi,  yaitu mencapai 99,9% [6].
Produksi  metanol  dari  proses  elektrokimia  yang menggunakan elektrolisis air untuk menghasilkan H¬2 masih jarang digunakan karena membutuhkan banyak energi listrik. Namun, hasil dari unit elektrolisis tidak menimbulkan emisi dan  juga  menghasilkan  produk  samping  berupa  gas  O2. Dengan  demikian,  penjualan  dari  gas  O¬2  dapat  menutupi pengeluaran  biaya  listrik  dari  pabrik  yang  umumnya  lebih banyak  dipakai  di  unit  elektrolisis.  Selain  itu,  terdapat kelebihan dari digunakannya proses ini yaitu kondisi operasi relatif  rendah,  tetapi  efisiensi  tinggi  apabila  dibandingkan dengan proses lain. Sehingga, sesuai dengan tujuan pendirian pabrik ini yaitu mengurangi emisi CO2, proses elektrolisis air tepat digunakan sebagai proses pembentukan gas hidrogen.
Terdapat beberapa teknologi produksi dalam pembentukan H2 dengan elektrolisis air yang telah banyak digunakan pada
pabrik skala industri, yaitu elektrolisis Alkali (Alkaline water electrolysis)  dan  elektrolisis  PEM  (Polimer  electrolyte membrane).  Material  dan  kondisi  pengoperasian  yang berbeda digunakan dalam sistem ini. Namun, prinsip operasi yang  digunakan  sama  berdasarkan  suhu  operasi  elektrolisis (Tabel 8) [6].
Pada unit produksi hidrogen dipilih proses elektrolisis air PEM  dengan  pertimbangan  yaitu  efisien  tinggi  dengan konsumsi  energi  lebih  rendah,  kemurnian  hidrogen  lebih tinggi  dan  tidak  memerlukan  bahan  kimia  tambahan  yang korosif  (elektrolit),  dan  waktu  respon  lebih  cepat  sehingga lebih fleksibel [7].

## C. Methanol Synthesis Unit
Secara  umum,  metanol  dapat  diproduksi  dengan  cara menghidrogenasi  karbon  monoksida  (CO)  ataupun  karbon dioksida  (CO¬¬2)  menggunakan  katalis.  Gas-gas  ini  dapat diperoleh dengan mereformasi gas alam atau bahan berbasis karbon  lainnya.  Sintesis  metanol  terjadi  secara  eksotermis menurut reaksi kimia berikut:
𝐶𝑂  +  2𝐻 2 ↔  𝐶𝐻 3 𝑂𝐻 ΔH°298 = -21,66 kcal/mol
𝐶𝑂 2 +  3𝐻 2 ↔  𝐶𝐻 3 𝑂𝐻 + 𝐻 2 𝑂 ΔH°298 = -11,83 kcal/mol
Dengan reaksi yang berlangsung eksotermis (pengurangan mol  karena  reaksi  berlangsung  ke  kanan),  maka  sintesis metanol biasa beroperasi pada tekanan tinggi dan suhu rendah [8].
Saat  ini terdapat  dua jenis reaktor yang digunakan dalam sintesis  metanol  yaitu  reaktor  adiabatik  dan  isotermal. Penggunaan  kedua  reaktor  tersebut  berbeda  sesuai  dengan kondisi kerja. Sistem reaktor adiabatik umumnya terdiri dari serangkaian  fixed  bed  reactor  dengan  penghilangan  panas yang  dioperasikan  di  hilir  setiap  reaktor.  Reaktor  jenis  ini memiliki karakteristik yaitu biaya instalasi yang rendah dan kapasitas  produksi  yang  tinggi.  Namun,  karena  prosesnya adiabatik,  suhu  kesetimbangan  yang  tinggi  mengakibatkan konversi  yang  sangat  rendah  untuk  setiap  siklus,  sehingga diperlukan  rasio  recycle  yang  tinggi,  pengenceran  reagen yang tinggi dan volume katalis yang tinggi (Tabel 9).
Reaktor isotermal merupakan reaktor dengan pendinginan kontinu  oleh  air  atau  gas.  Reaktor  ini  pada  dasarnya merupakan  penukar  panas,  dimana  pendinginan  dicapai dengan  sirkulasi  air  pada  tube  bundle.  Sifat  isotermal  dari sistem ini memungkinkan diperolehnya konversi yang tinggi dan jumlah katalis yang rendah. Namun, untuk mencapai laju reaksi yang optimal, suhu harus berkisar 200-260℃, dengan rasio recycle yang tinggi. Biaya pemasangan pun jauh lebih tinggi daripada sistem adiabatik. Beberapa licensor teknologi proses  yang  digunakan  dalam  sintesis  metanol  diantaranya adalah  proses  Lurgi,  ICI  (Imperial  Chemical  Industries), Kellog  M.W,  dan  MGC  (Mitsubishi  Gas  Chemical Company).
Dari  berbagai  perbandingan  teknologi  proses  tersebut, dipilih  proses  sintesis  metanol  menggunakan  reaktor  pada proses  Lurgi  (reaktor  fixed  bed  multitube)  dengan pertimbangan  yaitu  perpindahan  panas  yang  baik  karena adanya  tube  akan  memperluas  bidang  perpindahan  panas, selektivitas  produk  tinggi  karena  menggunakan  katalis berupa senyawa seng dan aluminium, Fabrikasi reaktor lebih sederhana  yaitu  memiliki  kemiripan  dengan  heat exchanger
dan kondisi operasi termasuk kategori rendah P<100 atm dan T<300°C  sehingga  harga  material  reaktor  metanol  akan relatif lebih murah.

## D. Methanol Purification Unit
Metanol  yang  keluar  dari  sintesis  mempunyai  kemurnian 70% sehingga perlu dimurnikan lagi hingga minimal 99,85% menyesuaikan spesifikasi metanol yang diharapkan. Terdapat beberapa  cara  untuk  memurnikan  metanol  salah  satunya dengan  menggunakan  flash  separator  dan  kolom  distilasi. Umumnya purifikasi metanol dapat dilakukan dengan proses dengan flash separator lalu dilanjutkan dengan dengan kolom distilasi atau langsung menggunakan 2 tahap kolom distilasi. Flash separator memiliki  biaya operasional yang lebih  kecil daripada kolom distilasi.
Namun, kolom distilasi memiliki kapasitas yang jauh lebih besar  daripada  flash  separator.  Berdasarkan  perbandingan tersebut  proses  purifikasi  yang  tepat  adalah  dengan menggunakan keduanya (flash separator dan kolom distilasi) dengan  alasan  perbedaan  prinsip  kerja  dari  keduanya,  flash separator  akan  memiisahkan  metanol  dari  gas-gas  terlarut seperti  CH4  dan  CO2  sedangkan  kolom  distilasi  akan memisahkan metanol dengan air sehingga akan lebih efisien.

## E. Uraian Proses
Proses  produksi  metanol  secara  keseluruhan  ditampilkan pada  diagram  blok  diatas.  Proses  produksi  terbagi  menjadi empat unit utama, yaitu unit H2S removal dengan alat utama desulfurizer,  unit  produksi  H2  dengan  alat  utamanaya elektrolisis, unit sintesis metanol dengan reaktor proses Lurgi sebagai alat utamanya dan unit purifikasi metanol dengan alat utama  flash  separator  dan  kolom  distilasi.  Namun,  terdapat satu unit tambahan sebelum unit sintesis metanol, yaitu unit pencampuran dan kompresi. Produk yang dihasilkan adalah metanol dengan kualitas methanol Grade AA.
Acid  gas  dari  proses  acid  gas  removal  pabrik  LNG bertekanan  4  bar  dan  bersuhu  100°C  dialirkan  menuju kompresor  3  stage  (G-112)  untuk  dinaikkan  tekanannya hingga  30  bar  menyesuaikan  tekanan  desulfurizer  (D-110). Selanjutnya, dimasukkan kedalam intercooler (E-113) karena suhu hasil kompresi melebihi suhu reaktor yang diinginkan, yaitu sebesar 300°C. Senyawa pengotor H2S harus dikurangi sampai  0,1  ppmv  agar  tidak  mencemari  katalis  Cu-Zn  pada unit  sintesa  metanol.  Desulfurizer  (D-110)  menggunakan absorben  ZnO  untuk  menyerap  gas  H2S  yang  terkandung didalam  campuran  gas  tersebut.  Reaksi  yang  terjadi  adalah sebagai berikut.
𝐻 2 𝑆(𝑔)  +  𝑍𝑛𝑂(𝑠)   →  𝑍𝑛𝑆(𝑠)   +  𝐻 2 𝑂(𝑔)
Pada  proses  ini  gas  H2S  dapat  bereaksi  secara  sempurna dengan ZnO (konversi reaksi 100%). Selanjutnya, campuran gas  yang  telah  bersih,  dialirkan  menuju  heat  exchanger  (E- 213) untuk dilakukan penurunan suhu hingga 200°C sebelum dicampurkan  pada  (M-310).  Sedangkan,  Air  dari  utilitas memiliki tekanan 1 bar dan suhu 25°C, dinaikkan tekanannya menggunakan pompa (L-211) hingga 10 bar. Selanjutnya air dialirkan  menuju  heat  exchanger  (E-213)  untuk  dinaikkan suhunya  menjadi  80°C  menyesuaikan  kondisi  operasi electrolyzer  (R-210).    Setelah  itu,  air  dialirkan  menuju electrolyzer (R-210) dimana proses elektrolisis menghasilkan
gas H2 dan gas O2. Dimana gas O2 akan dialirkan ke pabrik yang  membutuhkan  sedangkan  gas  H2  dialirkan  menuju mixer  (M-310)  untuk  proses  pencampuran  dengan  gas campuran dari proses desulfurisasi dan aliran recycle.
Campuran  ketiga  stream  ini  akan  melewati  beberapa proses kompresi hingga tekanan 100 bar dengan kompressor 3  tahap.  Selanjutnya  aliran  ini  didinginkan  dengan  heat exchanger  (E-316)  hingga  suhu  200°C  kemudian masuk  ke dalam reaktor sintesis metanol.
Reaktor yang digunakan berupa reaktor isotermal dengan model double pipe. gas dialirkan pada bagian tube sehingga melewati bed katalis tersebut. Untuk mempertahankan suhu agar  sesuai  dengan  suhu  reaksi  yaitu  200°C,  maka  pada bagian  shell  dialirkan  boiler  feed  water  sekaligus  untuk produksi  steam.  Reaktor  ini  menggunakan  katalis  berbasis tembaga  (Cu/ZnO/Al2O3)  yang  dimuat  diantara  inner  pipe. Berikut merupakan reaksi yang terjadi pada reaktor metanol:
𝐶𝑂 2 +  3𝐻 2 ↔  𝐶𝐻 3 𝑂𝐻 + 𝐻 2 𝑂
Selanjutnya hasil reaksi kemudian diturunkan tekanannya menjadi 1 bar dan didinginkan temperaturnya menjadi 10°C. Dalam  keadaan  ini  sebagian  besar  metanol  telah terkondensasikan.  Selanjutnya  aliran  ini  dialirkan  menuju proses  pemurnian  produk  metanol  menggunakan  flash separator dan kolom distilasi.
Crude  methanol  yang  terbentuk  masuk  kedalam  Raw Product  Separator  (F-420).  Raw  Product  Separator  (F-420) digunakan untuk memisahkan gas-gas terlarut seperti (CO2, H2, CH4, C2H6, C3H8, i-C5H12) yang terkandung di dalam metanol  yang  berupa  liquid,  dengan  cara  flashing  pada tekanan rendah yaitu 1 bar, dimana kelarutan gas dalam liquid akan turun apabila tekanan diturunkan.
Komponen  outlet  Raw  Product  Separator  (F-420)  yang masih  berupa  gas  sebagian  di-recycle  kembali  ke  dalam Mixer (M-310) dan sebagian di-purge untuk menghilangkan inert  dengan  rasionya  terhadap  aliran  recycle  adalah  1:9. Sedangkan,  kompenen  outlet  yang  berupa  liquid  kemudian akan dinaikkan tekanan dan suhunya menyesuaikan kondisi operasi distillation column (D-510), yaitu 60℃ dan 2 bar
Setelah menyesuaikan kondisi operasi kolom, metanol ini kemudian dimurnikan menggunakan distillation column (D- 510.  Kolom  distilasi  menggunakan  tekanan  kondensor  (E- 511)  yaitu  1  bar  dan  tekanan  reboiler  (E-514)  yaitu  2  bar. Distilasi  digunakan  untuk  memisahkan  produk  metanol sebagai  produk  atas,  sedangkan  air  keluar  sebagai  produk bawah kolom.
Hasil atas pada distillation column (D-510) akan dialirkan menuju  distillation  column  condensor  (E-511)  lalu dipisahkan  antara  produk  dan  reflux  melalui  distillation column  reflux  drum  (F-512).  Metanol  yang  masih mengandung  air  akan  dikembalikan  lagi  ke  distillation column (D-510) melalui reflux pump (L-513).
Metanol yang dihasilkan masih belum memiliki spesifikasi fraksi  berat  99,85%  (dry  basis)  yang  keluar  sebagai  top product, sehingga perlu melewati methanol separator (F-515) untuk  dipisahkan  dengan  kandungan  gas  CO2  yang  masih larut. Kemudian dialirkan ke cooler (E-516) untuk diturunkan suhunya  hingga  30℃  sebelum  dialirkan  menuju  methanol storage  (F-517),  dimana  saat  ini  metanol  telah  memiliki spesifikasi sesuai standar (Gambar 2).

## III. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

## A. Neraca Massa
Feed yang digunakan pada pabrik metanol ini adalah acid gas  sejumlah  138.763,63  kg/jam  dengan  kebutuhan  air sebesar 130.962,38kg/jam. Berdasarkan perhitungan dengan kapasitas  feed  tersebut,  didapatkan  produk  Methanol  Grade AA sebesar 537.882 ton/tahun.

## B. Neraca Energi
Pada pabrik metanol ini dibutuhkan utilitas berupa steam, air pendingin, dan listrik. Steam digunakan sebagai pemanas pada reboiler kolom distilasi dengan energi yang dibutuhkan sebesar  4.505  kg/jam.  Air  pendingin  digunakan  sebagai pendingin  pada  unit  penukar  panas,  desulfurizer,  dan methanol  reactor dengan energi  total  sebesar 2.362.204.115 kJ/jam. Listrik  digunakan untuk  menyuplai  daya untuk  unir elektrolisis  dan  kompresor  serta  pompa  dengan  daya  yang dibutuhkan sebesar 704,68 MW.

## IV. ANALISA EKONOMI
Analisa  Ekonomi  dilakukan  untuk  mempertimbangkan suatu  lokasi  yang  akan  didirikan.  Berikut  ini  merupakan analisis ekonomi pada Pra-Desain Pabrik Metanol dari CO2 sebagai  Produk  Samping  Produksi  LNG  dan  penilaian investasi  dengan  juga  mempertimbangkan  aspek  sosial  dan lingkungan.

## A. Asumsi-Asumsi
Analisa ekonomi dilakukan dengan menggunakan metode discounted  cash  flow,  yaitu  cashflow  yang  nilainya diproyeksikan  dengan  nilai  cashflow  saat  ini.  Asumsi  yang digunakan pada Analisa ini adalah sebagai berikut:
a. Kapasitas produksi pabrik: 500.000 ton/tahun
b. Modal  Investasi  yang  digunakan  adalah  modal  sendiri (equity)  sebesar  60%  dan  modal  dari  pinjaman  bank (loan) sebesar 40%
c. Laju inflasi yang diasumsikan terjadi di Indonesia adalah sebesar  5,13%  (Bank  Indonesia)  dengan  bunga  bank sebesar 8%/tahun (Bank BRI)
d. Masa umur pabrik yaitu 20 tahun dengan depresiasi 10%
e. Basis perhitungan ekonomi  : 1 tahun
f. Pajak pendapatan pasal 17 Ayat 2a UU PPh No. 17, Tahun 20120  sebesar  30%  untuk  pendapatan  lebih  dari  Rp. 500.000.0000,00
g. Nilai tukar rupiah (1 USD)  :  Rp.  14.888,95  (11  Juni 2023, 18.04 WIB)
h. Pengadaan peralatan   dilakukan pada tahun 2024, Konstruksi  dilakukan  pada  tahun  2025  dengan  lama konstruksi  2  tahun,  tahun  pertama  menggunakan  60% modal sendiri (equity) dan 40% sisa modal pinjaman bank (loan)x,  tahun  kedua  menggunakan  sisa  modal  sendiri (equity) dan sisa modal pinjaman bank (loan)
i. Sehingga, tahap mulai operasi pada tahun 2027
j. Kapasitas produksi mulai tahun pertama sebesar 100%
k. Pajak pendapatan yang digunakan sebesar 30%
l. Metode pembayaran: a. ada masa awal konstruksi (tahun pertama  (-2))  dilakukan  pembayaran  sebesar  50%  dari pinjaman  bank  (loan)  untuk  keperluan  pembelian  tanah dan uang muka. b. Pada  akhir  tahun  kedua  konstruksi
(tahun  kedua  (-1))  dibayarkan  dengan  sisa  modal pinjaman bank (loan).

## B. CAPEX dan OPEX
Capital  Expenditures  (CAPEX)  merupakan  biaya  yang dibutuhkan  oleh  perusahaan  untuk  digunakan  dalam pembangunan  awal  pabrik,  sedangkan  Operating  Expenses (OPEX) adalah pengeluaran yang dilakukan oleh perusahaan untuk  menjalankan  operasional  perusahaan  pada  interval waktu tertentu.

## 1) Capital Expenditures (CAPEX)
Pada perhitungan ini, CAPEX memiliki nilai yang sama dengan  Fixed  Capital  Investment  (FCI)  yang  didapatkan dengan  perhitungan  aset-aset  utama  yang  dimiliki  oleh perusahaan.  Besar  CAPEX  pabrik  metanol  dari  CO2  ini adalah sebesar Rp. 18.486.187.975.646.

## 2) Operating Expenses (OPEX)
Pada perhitungan OPEX nilainya sama dengan nilai dari Total Production Cost yang meliputi Direct Production Cost, Fixed  Cost,  Plant  Overhead  Cost,  General  Expenses,  dan Manufacturing  Cost.  Nilai  OPEX  pabrik  metanol  dari  CO2 ini adalah Rp. 5.650.803.181.118

## C. Faktor Kelayakan Pendirian
Kelayakan pendirian pabrik metanol  yang akan dibangun ditinjau dari beberaoa faktor yaitu Net Present Value (NPV), Internal  Rate of Return (IRR), Pay Out Time (POT), Break Even Point (BEP), dan sensitivitas terhadap IRR

## 1) Net Present Value (NPV)
Net  Persent  Value  (NPV)  merupakan  selisih  antar  nilai keuangan  kas  masuk  dan  yang  keluar  selama  dalam  kurun waktu tertentu. Digunakan Weighted Average Cost of Capital (WACC)  untuk  menentukan  nilai  proyeksi  cash  flow  pada masa  sekarang.  Berdasarkan  perhitungan,  didapatkan  nilai NPV sebesar Rp. 345.786.206.517.809 dengan nilai WACC sebesar  12,36%.  NPV  yang  bernilai  positif  menandakan bahwa pabrik ini layak untuk didirikan.

## 2) Internal Rate of Return (IRR)
Internal rate of return (IRR) berdasarkan metode free cash flow  adalah  suatu  tingkat  bunga  tertentu  di  mana  seluruh penerimaan akan tepat menutup seluruh jumlah pengeluaran modal. Pada perhitungan yang dilakukan, didapatkan nilai  i (discounted  factor)  sebesar  21,47%,  dimana  hasil  tersebut lebih  besar  dari  bungan  bank  sebesar  8%.  Hal  ini mengindikasikan bahwa pabrik layak untuk didirikan

## 3) Pay Out Time (POT)
Pay  out  time  (POT)  merupakan  analisis  yang  digunakan untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk mengembalikan modal suatu pabrik, dimana perhitungan ini dilakukan  dengan  menghitung  akumulasi  modal  dengan evaluasi  secara  cash  flow.  Berdasarkan  perhitungan  yang telah dilakukan, didapatkan waktu pengembalian modal yang dibutuhkan dalam pendirian pabrik ini, yaitu 5 tahun. Waktu pengemballian  tersebut  masih  kurang  dari  setengah  umur pabrik, sehingga pabrik layak untuk didirikan.
4) Break Even Point (BEP)
Perhitungan Break  Even Point dilakukan untuk mengetahui kapasitas produksi pabrik dimana biaya produksi
total sama dengan hasil penjualan. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, didapatkan nilai BEP sebesar 40,21% atau jumlah produksi sebesar 216.282 ton/tahun (Gambar 3).

## 5) Sensitivitas terhadap IRR
Sensitivitas  terhadap  IRR  digunakan  untuk  menganalisis perubahan-perubahan yang terjadi, misalnya perubahan harga bahan  baku,  harga  produk,  dan  biaya  pendirian  pabrik (Gambar 4). Berdasarkan grafik tersebut, dapat disimpulkan bahwa perubahan biaya penjualan, bahan baku, dan pendirian pabrik  berpengaruh  terhadap  kenaikan  dan  penurunan  IRR. Hasil  tersebut  menunjukan  nilai  slope  yang  semakin  besar menunjukkan  tingkat  sensitivity  yang  semakin  tinggi, sehingga  variabel  yang  paling  sensitif  terhadap  perubahan harga adalah harga jual produk.

## V. KESIMPULAN
Terdapat  beberapa  tinjauan  yang  dapat  dilakukan  untuk mempertimbangkan  kelayakan  suatu  pabrik  yang  akan didirikan. Pertama, tinjauan secara teknis dilakukan dengan melihat spesifikasi metanol yang dihasilkan telah memenuhi spesifikasi standar grade AA, sehingga metanol dapat dijual sesuai  standar  harga  pasaran  metanol  grade  AA  yang memiliki  kemurnian  lebih  dari  99,85%wt.  Kedua,  tinjauan secara ekonomis dilakukan dengan melihat kelayakan pabrik secara ekonomis. Berdasarkan analisa yang dilakukan pabrik metanol  dari  CO2  mampu  memproduksi  metanol  dengan kapasitas 537.882 ton/tahun, dan memerlukan biaya Capital Expenditures (CAPEX) yang digunakan dalam pembangunan pabrik  dan  berguna  dalam  jangka  panjang  sebesar  Rp. 18.486.187.975.646.  Selain  itu,  diperlukan  biaya  Operating Expenses  (OPEX)  yang  mengeluarkan  pengeluaran  untuk operasional perusahaan, didapatkan nilai sebesar Rp.5.650.803.181.118.  Proporsional  pendanaan  didapatkan dengan  60%  modal  sendiri  dan  40%  dari  modal  pinjaman dengan  kurun  waktu  pinjaman  selama  10  tahun.  Harga penjualan  metanol  sebesar  USD  550/ton.  Estimasi  umur pabrik  ditentukan selama 20 tahun, dapat  diketahui  Interval Rate of Return (IRR) sebesar 21,47%, Pay Out Time (POT) selama 5 tahun dan Break Even Point (BEP) sebesar 40,21% pada  suku  bunga  bank  sebesar  8%  dan  laju  inflasi  sebesar 5,13%. Ketiga, tinjauan secara lingkungan dan keselamatan.
Jika  ditinjau  secara  lingkungan,  dalam  proses  pembuatan metanol  menggunakan  bahan  baku  berupa  acid  gas  yang merupakan hasil buangan proses acid gas removal dari pabrik LNG, sehingga dapat mengurangi emisi CO2 dimana hal ini dapat  menjadi  alternatif sistem carbon trading dalam  sistem untuk  mengurangi  emisi  gas  rumah  kaca.  Limbah  yang dihasilkan  dari  pabrik  ini  dapat  dimanfaatkan  kembali sebagai  pendingin  maupun  pemanas.  Jika  ditinjau  secara keselamatan, Dalam proses produksi metanol  menggunakan bahan baku berupa gas dan liquid. Pada gas perlu dipahami kembali  safety  dari  keseluruhan  gas  yang  digunakan, diakrenakan apabila terjadi suatu kebocoran atau suhu operasi mengalami  kenaikan  akan  dapat  terjadi  ledakan  dalam berjalannya proses produksi. Tingkat risiko yang ditimbulkan oleh  bahan-bahan  penyusun  bisa  dibilang  tinggi,  sehingga perlu  untuk  segera  dilakukan  penanganan  lebih  lanjut  oleh tim keamanan atau tim laboratorium.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  V.  Masson-Delmotte,  Global  Warming  of  1.5°C:  An  IPCC  Special Report on Impacts of Global Warming of 1.5°C Above Pre-Industrial Levels and Related Global Greenhouse Gas Emission Pathways, in The Contex  of  Strengthening  The  Global  Response  to  The  Thereat  of Blimate  Change,  Sus,  1st  ed.  United  States  of  America:  Cambridge University Press, 2022.
[2]  S. Chakrabortty et al. , “Photocatalytic conversion of CO2 to methanol using  membrane-integrated  green  approach:  A  review  on  capture, conversion and purification,” J. Environ. Chem. Eng. , vol. 8, no. 4, p.
103935, Aug. 2020, doi: 10.1016/j.jece.2020.103935.
[3]  BPS, “Data Ekspor dan Impor Metanol oleh Indonesia.” Badan Pusat Statistik, Jakarta, 2021.
[4]  M. S. Peters, K. D. Timmerhaus, R. E. West, and others, Plant Design and  Economics  for  Chemical  Engineers ,  1st  ed.,  vol.  4.  New  York: McGraw-Hill, 2003.
[5]  Y.  Ma,  Q.  Ge,  W.  Li,  and  H.  Xu,  “Study  on  the  sulfur  tolerance  of catalysts for syngas to methanol,” Catal. Commun. , vol. 10, no. 1, pp. 6–10, 2008, doi: 10.1016/j.catcom.2008.07.045.
[6]  J. Chi and H. Yu, “Water electrolysis based on renewable energy for hydrogen production,” Chinese J. Catal. , vol. 39, no. 3, pp. 390–394, 2018, doi: 10.1016/S1872-2067(17)62949-8.
[7]  Y. Guo,  G. Li, J. Zhou, and Y. Liu, “Comparison between hydrogen production by alkaline water electrolysis and hydrogen production by PEM electrolysis,” IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. , vol. 371, no. 4, p. 42022, Dec. 2019, doi: 10.1088/1755-1315/371/4/042022.
[8]  D.  Amaliah,  L.  Qadariyah,  and  M.  Mahfud,  “The  production  of surfactant anionic Methyl Ester Sulfonate (MES) from Virgin Coconut Oil (VCO) with ultrasound-assisted,” J. Phys. Conf. Ser. , vol. 1845, no.
1, p. 12005, Mar. 2021, doi: 10.1088/1742-6596/1845/1/012005.